Yra trys pagrindiniai tipailičio jonų baterijos(ličio jonai): cilindrinės ląstelės, prizminės ląstelės ir maišelių ląstelės.EV pramonėje perspektyviausi pokyčiai sukasi apie cilindrinius ir prizminius elementus.Nors cilindrinės baterijos formatas pastaraisiais metais buvo populiariausias, keli veiksniai rodo, kad prizminiai elementai gali perimti.

Kas yraPrizminės ląstelės

Aprizminė ląstelėyra ląstelė, kurios chemija yra uždara standžiame korpuse.Jo stačiakampė forma leidžia efektyviai sudėti kelis elementus į akumuliatoriaus modulį.Prizminės ląstelės yra dviejų tipų: korpuso viduje esantys elektrodų lakštai (anodas, separatorius, katodas) yra arba sukrauti, arba valcuoti ir išlyginti.

Esant tokiam pačiam tūriui, sukrauti prizminiai elementai gali vienu metu išleisti daugiau energijos, todėl užtikrina geresnį našumą, o išlygintose prizminėse ląstelėse yra daugiau energijos, o tai užtikrina didesnį patvarumą.

Prizminiai elementai daugiausia naudojami energijos kaupimo sistemose ir elektrinėse transporto priemonėse.Dėl didesnio dydžio jie netinkami mažesniems įrenginiams, tokiems kaip elektroniniai dviračiai ir mobilieji telefonai.Todėl jie geriau tinka daug energijos vartojantiems darbams.

Kas yra cilindrinės ląstelės

Acilindrinė ląstelėyra ląstelė, uždaryta standaus cilindro skardinėje.Cilindrinės ląstelės yra mažos ir apvalios, todėl jas galima sudėti į įvairaus dydžio įrenginius.Skirtingai nuo kitų baterijų formatų, jų forma neleidžia išsipūsti, o tai yra nepageidaujamas reiškinys akumuliatoriuose, kai korpuse kaupiasi dujos.

Cilindriniai elementai pirmą kartą buvo naudojami nešiojamuosiuose kompiuteriuose, kuriuose buvo nuo trijų iki devynių elementų.Tada jie išpopuliarėjo, kai Tesla juos panaudojo savo pirmosiose elektrinėse transporto priemonėse (Roadster ir Model S), kuriose buvo nuo 6 000 iki 9 000 elementų.

Cilindrinės ląstelės taip pat naudojamos elektroniniuose dviračiuose, medicinos prietaisuose ir palydovuose.Jie taip pat būtini kosmoso tyrinėjimams dėl savo formos;kiti ląstelių formatai būtų deformuoti dėl atmosferos slėgio.Pavyzdžiui, paskutinis Rover, išsiųstas į Marsą, veikia naudodamas cilindrinius elementus.Didelio našumo Formulės E elektriniuose lenktyniniuose automobiliuose akumuliatoriuje naudojami lygiai tokie patys elementai kaip ir roverio.

Pagrindiniai prizminių ir cilindrinių ląstelių skirtumai

Forma nėra vienintelis dalykas, skiriantis prizmines ir cilindrines ląsteles.Kiti svarbūs skirtumai yra jų dydis, elektros jungčių skaičius ir galia.

Dydis

Prizminės ląstelės yra daug didesnės nei cilindrinės ląstelės, todėl vienoje ląstelėje yra daugiau energijos.Norint susidaryti apytikslį skirtumą, viena prizminė ląstelė gali turėti tiek pat energijos, kiek 20–100 cilindrinių elementų.Mažesnis cilindrinių elementų dydis reiškia, kad juos galima naudoti mažesnės galios reikalaujančioms programoms.Dėl to jie naudojami įvairesniam pritaikymui.

Jungtys

Kadangi prizminės ląstelės yra didesnės nei cilindrinės, tam pačiam energijos kiekiui pasiekti reikia mažiau ląstelių.Tai reiškia, kad to paties tūrio akumuliatoriuose, kuriuose naudojami prizminiai elementai, yra mažiau elektros jungčių, kurias reikia suvirinti.Tai yra pagrindinis prizminių elementų pranašumas, nes yra mažiau galimybių gamybos defektams.

Galia

Cilindrinės ląstelės gali sukaupti mažiau energijos nei prizminės ląstelės, tačiau jos turi daugiau galios.Tai reiškia, kad cilindrinės ląstelės gali iškrauti savo energiją greičiau nei prizminės ląstelės.Priežastis ta, kad jie turi daugiau jungčių per ampervalandę (Ah).Dėl to cilindriniai elementai idealiai tinka didelio našumo reikmėms, o prizminiai elementai idealiai tinka energijos vartojimo efektyvumui optimizuoti.

Didelio našumo akumuliatorių pritaikymo pavyzdžiai yra „Formulės E“ lenktyniniai automobiliai ir „Ingenuity“ sraigtasparnis Marse.Abu reikalauja ekstremalių pasirodymų ekstremalioje aplinkoje.

Kodėl prizminės ląstelės gali perimti viršų

Elektromobilių pramonė greitai vystosi, ir neaišku, ar vyraus prizminės ar cilindrinės ląstelės.Šiuo metu cilindrinės ląstelės yra labiau paplitusios EV pramonėje, tačiau yra priežasčių manyti, kad prizminės ląstelės populiarės.

Pirma, prizminės ląstelės suteikia galimybę sumažinti išlaidas sumažinant gamybos etapų skaičių.Jų formatas leidžia gaminti didesnius elementus, o tai sumažina elektros jungčių, kurias reikia valyti ir suvirinti, skaičių.

Prizminės baterijos taip pat yra idealus formatas ličio ir geležies fosfato (LFP) chemijai – pigesnių ir lengviau prieinamų medžiagų deriniui.Skirtingai nuo kitų cheminių medžiagų, LFP baterijos naudoja išteklius, kurių yra visur planetoje.Jiems nereikia retų ir brangių medžiagų, tokių kaip nikelis ir kobaltas, dėl kurių kitų tipų ląstelės brangsta.

Yra stiprių signalų, kad atsiranda LFP prizminės ląstelės.Azijoje elektromobilių gamintojai jau naudoja LiFePO4 baterijas – prizminio formato LFP tipo baterijas.„Tesla“ taip pat pareiškė, kad standartinėms savo automobilių versijoms pradėjo naudoti Kinijoje pagamintus prizminius akumuliatorius.

Tačiau LFP chemija turi svarbių minusų.Viena vertus, jame yra mažiau energijos nei kitose šiuo metu naudojamose cheminėse medžiagose, todėl jis negali būti naudojamas didelio našumo transporto priemonėms, pvz., Formulės 1 elektromobiliams.Be to, akumuliatoriaus valdymo sistemoms (BMS) sunku numatyti akumuliatoriaus įkrovos lygį.

Galite žiūrėti šį vaizdo įrašą, kad sužinotumėte daugiau apieLFPchemija ir kodėl ji populiarėja.